数控轧辊磨床砂轮回退控制

　　0　引言

　　机床供电故障一般有意外断电,三相电源缺相,欠电压等几种情况。轧辊磨床在磨削工件过程中,机床如果发生供电故障,控制系统驱动就会产生报警,机床运行自动停止。由于磨削过程砂轮工作转速高,砂轮转速范围一般在700~1 000 rpm,惯性大,因此砂轮停止时间长,在工件回转停止后,砂轮惯性转动常常会磨伤轧辊工件表面。很容易发生工件局部磨伤,砂轮过度挤压破损。从而导致工件废品,同时影响着操作人员安全。为了解决这个问题,本文提出了机床在供电故障情况下,电源模块在直流母线电压降低时,由电容模块装置提供电源,控制系统接收供电故障信号后,控制砂轮按程序指定路径迅速退离工件表面。

　　1　砂轮回退控制工作原理

　　在机床供电故障情况下,如果没有连接电容模块,当系统检测到直流母线电压低于监控容差值时,NC控制系统就通过数字驱动总线,使驱动模块停止运行。在电源模块直流母线上安装一个20 mF电容模块。利用电容模块充放电原理,一方面在电机减速制动停止过程中,从直流母线充电吸取能量,缩小控制电机减速时间。另一方面在机床存在外部电源故障时,电容模块向直流母线放电提供足够能量。控制系统利用PLC程序控制NC执行砂轮退刀异步子程序,磨头架伺服驱动电机使砂轮快速回退,砂轮迅速离开工件表面,从而保护工件及砂轮的安全。这种实现砂轮退刀的控制方法节约能源、响应速度快,大大提高了砂轮回退可靠性,彻底解决了工件磨伤及砂轮破损的问题。

　　1. 1　电容模块的贮能能力

　　　可根据下面的公式计算:

　　注:电源模块工作时直流母线最小电压必须高于350 V,低于350 V时电源模块电源关断。

　　I/R36 kW-120 kW电源模块最多可连接5个20mF的电容模块。

　　1. 2　异步子程序相关机床参数

　　2　系统硬件组成框图

　　数控轧辊磨床840D系统硬件连接框图如图1所示。硬件由I/R电源模块; 840D NCU单元;工件主轴驱动功率模块(C1轴)MSD、砂轮主轴驱动功率模块(C2轴)MSD、拖板移动驱动功率模块(Z轴)FDD;磨架驱动功率模块(X轴)FDD;辊形控制驱动功率模块(U轴)FDD;测量控制驱动功率模块(X1轴,A、B两测头)FDD;电容模块PM等组成。外部供电电源故障情况下,操作面板OPD12、人机接口PCU50、机床操作面板、PLC接口模块IM361直流供电通过DC UPS电源电池模块输入。

　　3　调用异步子程序控制程序设计

　　4　结束语

　　本文介绍的砂轮回退控制方法已在我公司生产的数控轧辊磨床上得到应用,电源模块直流母线选用连接20 mF的电容模块,当外部供电电源切断时,砂轮拖板伺服电机额定扭矩24. 5 Nm条件下,砂轮拖板直线移动退离工件表面距离最大至40 mm。砂轮迅速离开工件表面,这种实现砂轮退刀的控制方法节约能源、响应速度快,彻底解决了工件磨伤及砂轮破损的问题,保护工件及砂轮的安全。大大提高机床运行安全性能。